Eigene AFM-Messungen

Der Einstieg - Die Conatex Black Box

Mit dem AFM taucht man in eine weitgehend unbekannte Welt ein. Bilder aus der Nanodimesion lassen sich mit dem AFM zwar relativ einfach produzieren, wie aber genau solche Bilder entstehen, welche Prozesse bei der Modellierung der Materie ablaufen, bleibt weitgehend verborgen.

Als Einstieg in die Thematik "Struktur der Materie - wie entstehen Abbilder der Realität" eignet sich die Black Box von Conatex hervorragend. Mit einfachen Mitteln (Kupferdraht, Magnet, Eisen- und Glaskugel) soll die innere Struktur einer Holzkiste (Black Box) erfordscht werden. Die Lernenden tasten sich in eine unbekannte Welt vor und erewitern durch strukturiertes Vorgehen, ihr Verständnis für die naturwissenschaftliche Arbeitsweise.

 

Link: LehrerInnenfortbildungsserver Baden-Württemberg

 

Das Arbeiten mit dem AFM

Das AFM ist ein sehr geeignetes Instrument, um die Nanodimension fassbar zu machen.

Zahlreiche Berufsschulen aus der Deutsch- und Westschweiz haben während der Projektphase das AFM in ihrem Unterricht eingesetzt.

Neben klassischen Rauheitsmessungen (Stahl, Keramik, Glas) wurden u.a. Proben aus den Bereichen

  • Elektronik (DVD- und CD-Master, Mikrochip)
  • Optik (Interferenzgitter)
  • Zahnmedizin (Amalgam-, Keramik- und Nanokompsitfüllungen)
  • Biologie (rote Blutzellen, Bakterien, Hefezellen, Haare)

gescannt.

 

Da es zeitaufwendig ist, selber geeignete Proben für der Unterricht zu finden, stellt NANO-4-SCHOOLS geeignete Proben zur Verfügung. Das NANO-4-SCHOOLS AFM-Probenset ist Bestandteil des Transportkoffers und beinhaltet u.a. CD-Stamper, DVD-Stamper, Mikrochip, Blutzellen, Tasthaar (Vibrisse), usw.

Beschreibung NANO-4-SCHOOLS AFM-Probenset
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Berechnung CD-ROM Speicherdichte (inklusive Lösungen)
Mit Hilfe einer AFM Messung lassen sich auf einer CD-Masterkopie Minimalpitlänge und Spurabstand bestimmen. Daraus kann man leicht die Gesamtspeicherdichte berechnen.
Berechnung_CD_Speicherdichte_Loesung.pdf
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CD Masterstamper CD Masterstamper

 

Oberflächenrelief einer CD-Masterkopie (Masterstamper). Diese Metallscheibe dient als Prägevorlage für die CD-Kopien.

DVD Masterstamper DVD Masterstamper

 

DVD-Masterkopie (Masterstamper). Ein Vergleich mit der CD-Masterkopie zeigt verfeinerte Strukturen (Pits), auch der Spurabstand ist einiges kleiner. Dies ergibt eine gesamthaft höhere Speicherkapazität.

Gore-Tex Gore-Tex

 

Das Bild zeigt die netzartige Struktur einer Gore-Tex Membran (Regenjacke).

Vibrisse (Katze) Vibrisse (Katze)

 

Tasthaar (Vibrisse) einer Katze. Klar zu erkennen ist die Schuppung.

Korrosion auf einer Eisenkugel Korrosion auf einer Eisenkugel

 

Einsetzende Korrosion auf einer Eisenkugel.  Rostablagerungen in der rechten Bildhälfte.